หุ่นยนต์เล่นฮูลาฮูปเผยหลักฟิสิกส์เบื้องหลังการยกวงแหวนให้สูงขึ้น

เพื่อให้ฮูลาฮูปอยู่สูง การมีหุ่นที่ดีจะช่วยให้ฮูลาฮูปอยู่ได้อย่างแท้จริง

การทดลองกับหุ่นยนต์หมุนวนและหมุนห่วงได้เผยให้เห็นว่าวงแหวนหมุนเหล่านี้อยู่ได้อย่างไรแม้จะมีแรงโน้มถ่วงก็ตาม ที่รูปร่างของตัวหุ่นยนต์ถือเป็นปัจจัยสำคัญนักวิจัยรายงานในวันที่ 7 มกราคมการดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ-

รูปร่างจะต้องมี "สะโพก" ซึ่งเป็นความลาดเอียงที่ให้แรงขึ้นเพื่อต่อต้านแรงโน้มถ่วง และ “เอว” — ความโค้งเหมือนนาฬิกาทราย — ช่วยให้ห่วงไม่เลื่อนขึ้นหรือลงและเลื่อนหลุดออกไป

ได้รับแรงบันดาลใจจากนักแสดงใกล้บ้านของเขาในหมู่บ้านกรีนิช นักคณิตศาสตร์ประยุกต์ Leif Ristroph จากมหาวิทยาลัยนิวยอร์กเริ่มพิจารณาฟิสิกส์ของฮูลาฮูป การศึกษาก่อนหน้านี้ เขาและเพื่อนร่วมงานตระหนักดีว่าไม่ได้อธิบายว่าห่วงอยู่สูงได้อย่างไร (ริสทรอฟมีประวัติในการจัดการกับคำถามทางฟิสิกส์สุดแปลก เมื่อเร็วๆ นี้กลุ่มของเขาได้สืบสวนว่าจะเกิดอะไรขึ้นหาก-

ดังนั้น Ristroph และเพื่อนร่วมงานจึงลองคิดดู ในการทดลอง หุ่นยนต์ทรงกระบอกที่หมุนวนไม่สามารถป้องกันไม่ให้ห่วงเลื่อนลงมาได้ มันขาดแรงขึ้นที่จำเป็น ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อห่วงแกว่งไปบนรูปร่างที่ลาดเอียง แต่หุ่นยนต์รูปทรงกรวยที่มีความลาดเอียงแต่ไม่มีส่วนโค้งเหมือนเอวก็ล้มเหลวเช่นกัน ถ้าห่วงเริ่มไปทางด้านบนของกรวย แรงที่ยกขึ้นจะเอาชนะแรงโน้มถ่วง และห่วงก็จะเคลื่อนตัวขึ้น ถ้าห่วงเริ่มไปทางด้านล่าง แรงขึ้นไม่เพียงพอที่จะทำให้มันลอยขึ้นได้ และมันก็เคลื่อนตัวลงมา แต่หุ่นยนต์รูปนาฬิกาทรายกลับยกห่วงขึ้นสูงอย่างมั่นคง

ผู้คนควรจะสามารถเล่นฮูลาฮูปได้โดยไม่คำนึงถึงรูปร่าง โดยการปรับการหมุนตามการเปลี่ยนตำแหน่งของห่วง แท้จริงแล้ว นักวิจัยสามารถนำหุ่นยนต์รูปทรงกรวยมาเล่นฮูลาฮูปได้โดยการปรับอัตราการหมุนตามความสูงของห่วงที่เลื่อน

การปล่อยจรวดที่ถูกต้องก็เป็นสิ่งจำเป็นในการทดลองเช่นกัน หากห่วงเริ่มช้าเกินไป ความพยายามก็จะล้มเหลว ในเซสชั่นที่ประสบความสำเร็จ ห่วงจะเรียงตัวกับตัวไจริ่ง โดยที่ห่วงและตัวจะขยับไปในทิศทางเดียวกันเสมอ นั่นเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการโยนห่วง Ristroph กล่าว

เคล็ดลับสุดท้ายที่รวบรวมได้จากการวิจัย: ห่วงที่ใหญ่ขึ้นนั้นดีสำหรับมือใหม่ โดยสามารถรองรับได้ด้วยการหมุนที่ช้ากว่า